浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计

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高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析

高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析

高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析前言现如今,随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断加快,使得我国建筑工程取得不断发展。

在城市中,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。

在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。

基于此,下文对其要点进行探析一、框支剪力墙的类型框支剪力墙类型有很多种,下面就其分类进行简析:1)整截面墙。

整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。

其受力特点为整体悬臂墙,弯矩图既不突变也无反弯点。

其变形特点为弯曲型变形。

2)整体小开口墙。

整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。

其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。

其变形特点为以弯曲型为主3)双肢墙及多肢墙。

双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。

其受力特点为与整体小开口墙相似。

其变形特点为以弯曲型为主。

4)壁式框支。

壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。

其受力特点为弯矩图在楼层处有突变,在大多数楼层中都出现反弯点。

其变形特点为以剪切型为主。

二、转换层在建筑工程中的应用目前,建筑为了满足多方面的需要,一般具有多种功能,对其综合用途也提出了更高的要求。

从建筑的使用功能来看,通常在中上层设计小开间,而在下层部位设置大开间。

但从结构的布置角度来看,二者的情况却恰好相反,为了使建筑实现相应的功能,在布置方面就必须采用与常规相反的形式。

因此,强度较弱的框架柱往往布置在下层,上层则布置刚度较大的剪力墙。

这样一来,就必须要设置相应的转换机构来对两种不同的结构进行衔接,同时传递两者之间的内力,这就是转换层应发挥的的作用。

在上部剪力墙转换为下部建筑框架的过程中,转换层发挥了重要的作用,它可以为建筑物的底部创造出较大的内部自由空间。

在高层建筑中,转换层的位置决定着建筑的抗震能力,其位置宜低不宜高。

大量的工程实践证明,当转换层位置较高时,容易使框支剪力墙结构上下内力的传递路线发生突变,随之会产生较大的刚度变化。

浅论高层建筑框支剪力墙结构设计

浅论高层建筑框支剪力墙结构设计

浅论高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:文章结合阳江市某高层商用楼实际案例,分析探讨高层建筑框支剪力墙的结构设计。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计近年来,框支剪力墙结构在高层建筑中得到了广泛的应用。

框支剪力墙结构属于抗震性能较差的高层建筑结构,如果设计不当,在地震中框支层容易出现破坏,甚至造成房屋倒塌。

因此,深入研究有关框支剪力墙结构的受力特性,优化高层建筑框支剪力墙结构设计,提高其抗震性能,具有重要的现实意义。

1 工程概况阳江市某高层商用楼,为裙房与塔楼组合而成,地上32层,地下1层,总高度98.8 米。

其中,地下室层高7 米,一楼到三楼是商用,高度为六米,当到四楼的时候就成了转换层,其上的区域都是剪力墙构造,每层的高度为三米。

本工程建设场地属Ⅱ类场地,场地特征周期0.45s,地震烈度7 度,基本风压0.7kN/m2,按《高层建筑混凝土结构设计规程JGJ 3-2010》取承载力设计时风荷载效应放大系数1.1。

抗震等级:框支框架一级,底部加强区剪力墙一级,非加强区部位剪力墙二级。

裙楼底部大空间平面及塔楼标准层结构平面见图1 和图2。

不论是裙楼亦或是主楼都没有设置缝隙,对于基础来说使用的是桩筏基,钻孔灌注桩,桩径800mm,桩端进入持力层2.5 米,桩长约40 米,单桩竖向极限承载力标准值为9000kN;裙房桩径600mm,桩长约20 米,单桩竖向极限承载力标准值为1500kN。

通过分析我们得知,该下沉总数在规定的区间之中。

2 关于结构规划和布局因为这个项目的前三层是商用的,它对于空间的规定比较的严苛,需要大空间。

因此使用的是部分框支剪力墙结构体系,当开展设计工作的时候,分析了如下的一下具体内容:2.1 竖向承重及抗侧力构件的概念设计这种体系是一种受力非常繁琐的,对于抗震来讲很是不合理的体系,在设计的时候要切实的关注如下的一些原则内容。

(1)最好是少进行转换,缩减传力的方式。

这个项目关键是处理三个层次的内容。

结合实际谈高层建筑框支剪力墙的结构设计

结合实际谈高层建筑框支剪力墙的结构设计

结合实际谈高层建筑框支剪力墙的结构设计摘要:笔者结合多年的结构设计工作经验,结合工程实际,分析了高层建筑框支剪力墙的结构设计步骤及应考虑的各种不利因素。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计;受力分析1.工程概况该工程上部为公寓,地面以上31层,其中裙房地面以上2层商业;整个工程设有三层地下室,其中两层为地下停车场,负一层为商业,地下室埋深为-13.200。

建筑的总面积一共为29358.31m2。

该工程的建筑结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,设计地震分组为第一组,地面粗糙度为C类,基本风压值取值0.75kN/㎡,场地土类别为Ⅱ类。

3.结构方案确定及布置该工程上部公寓采用剪力墙结构,裙房部分为商业,为满足大空间使用功能,部分剪力墙不能直接连续贯通落地,需要设置结构转换层,所以最终确认该工程为部分框支剪力墙结构。

该工程建筑0.000标高以上高97.60m,框支转换层设置在建筑三层屋面,也就是结构计算层的第六层,属于高位转换,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)确认抗震等级[1]:框支柱、底部加强部位剪力墙:特一级,框支梁:一级,非底部加强部位剪力墙:二级(除图纸注明外,地下三层~地下二层(标高:基础顶面~-5.150)的抗震等级均为三级,地下一层的抗震等级同相应的塔楼。

)以下以该工程为例,详述高层建筑框支剪力墙的结构设计:首先,根据建筑平面进行结构布置,塔楼A座为长35.6米,宽23.4米的矩形平面,设有4个电梯和两个楼梯间,电梯和楼梯间沿平面的X向中轴偏下布置(X向和Y向均略微有点偏心),刚好楼梯周圈和电梯周圈设置落地剪力墙,其余公寓在满足建筑使用功能需要的前提下,剪力墙双向布置,尽量拉通、对直。

因建筑立面功能需要,剪力墙在外围周圈均不能设置墙肢,为了避免形成大片的一字型剪力墙,与建筑专业协商,在外围的端部均设置了400x700的端柱。

高层框支剪力墙结构设计中的要点分析

高层框支剪力墙结构设计中的要点分析

高层框支剪力墙结构设计中的要点分析摘要:框支剪力墙结构体系是将框架结构和剪力墙结构相结合的产物,高层框支剪力墙结构是建筑结构中常见的一种形式,本文主要结合工程实例,对高层框支剪力墙结构中钢管混凝土柱和型钢混凝土梁在大底盘复杂高层结构中的设计要点做了分析。

关键词:高层框支剪力墙;结构设计;钢管混凝土;抗震性能前言近年来,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全、经济、合理已成当务之急。

由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,通过电算,在电算过程中对个别超限构件进行调整形成最终结果。

至于整个方案是否完善,构件尺寸假定是否合理,则心中无数,很多时候往往会产生不必要的浪费。

另外,有时也因建筑设计中对平面布置和立面处理的要求,往往造成结构产生很多难于合理处理之处。

现以某高层大楼工程为例,对高层框支剪力墙结构设计中的要点进行探讨。

0.工程概况某工程总建筑面积为88616m2,地下4层.地面以上48层.底板面标高为-15.2m,建筑高度为184.6m。

其中地下4层为地下车库和设备用房,首层-四层为商业裙楼,五层、六层为休闲会所,七层为结构转换层,七层以上分为两个塔楼,其中A塔为住宅,B塔为办公,塔楼层高一般为3.4m。

本工程为框支一剪力墙结构体系,框支柱采用高强钢管混凝土柱,转换层采用普通的梁式转换;抗震设防类别为丙类;抗震设防烈度为7度:设计基本地震加速度为0.10g;设计地震作用分组为一组;场地土类别为Ⅱ类。

框架、剪力墙的抗震等级分别为:框支框架为特一级;一般框架为一级;剪力墙一1层至12层(加强部位)为特一级.其它层剪力墙为一级。

1.结构的整体计算分析分别采用SATWE与ETABS对本工程进行整体分析计算。

通过对SATWE 与ETABS的计算结果进行比较.两个程序计算结果的主要指标接近,表明程序计算结果是可信的。

并补充利用通用结构分析与设计软件SAP2000对结构进行屈曲分析。

高层建筑框支剪力墙结构设计

高层建筑框支剪力墙结构设计

高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:本文是笔者结合多年工作经验以及工程案例,着重对框支剪力墙结构高层住宅建筑抗震设计及软件应用情况进行简要介绍。

以供参考。

关键词:框支剪力墙结构;结构布置;计算要点;构造措施1工程概况该楼建筑面积1380m2,其中人防地下室1 层,层高4.6m,裙房2 层,层高分别为5.1m,5.4m,3 层以上为住宅,层高为3.0m。

地面以上共19 层,总高61.8m。

地面以上1、2 层为商业用房,需要尽可能大的自由灵活空间,3 层以上为住宅。

因此,结构体系采用部分框支剪力墙结构,于第2 层顶(即第3层楼面)设置梁式转换层,采用主次梁转换方案。

设计时采用基本参数:基本风压为0.45kN/m2,基本雪压为0.35kN/m2,地面粗糙度为B 类,抗震设防烈度为7 度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.10g,拟建场地为Ⅱ类场地土。

2 概念设计与结构布置本工程转换层以下为框架剪力墙结构,转换层以上为剪力墙结构,本工程底部加强部位剪力墙及框支柱抗震等级为二级,非底部加强部位剪力墙抗震等级为三级。

设计时从以下几个方面做为概念设计的出发点。

2.1 平面布置平面布置应力求简单、规则、均衡对称,尽量使荷载与结构刚度中心重合,以避免或减少扭转产生的不利影响。

本工程在楼梯间及电梯间较薄弱处,均布置有落地剪力墙并形成了落地筒体,在建筑物两侧也设置了落地剪力墙,并在横向布置有间距10.4m的落地剪力墙。

墙体布置既分散又均匀。

2.2 竖向布置竖向布置主要是要控制转换层上、下刚度的突变,应尽量强化转换层下部的结构侧向刚度,弱化转换层上部的结构侧向刚度,使转换层上下部的结构侧向刚度及变形特征尽量接近。

经过反复调整转换层上下剪力墙布置及落地剪力墙的厚度,本工程最终计算结果,X 方向转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比为0.80,Y 方向转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比为0.95,均满足规范要求,且转换层上下部的结构的等效侧向刚度基本接近,能够有效的缓解构件内力和变形的突变。

初探高层建筑工程的框支剪力墙结构设计

初探高层建筑工程的框支剪力墙结构设计

初探高层建筑工程的框支剪力墙结构设计高层建筑施工中,剪力墙结构是一门技术性较强且综合性较高的施工技术,在创造收益上也是一门较好的应用技术,通过对高层建筑施工中的框支剪力墙结构进行分析后,我们不难发现,将剪力墙结构技术进行合理的利用,不仅能提高整个建筑工程的施工质量,还可以大大的提高施工进度,同时给社会带来的经济利益也会更高。

本文作者结合多年来的工作经验,对高层建筑工程的框支剪力墙结构设计进行了研究,具有重要的参考意义。

标签:高层建筑;框支剪力墙;转换层;抗震在经济和社会的逐步发展进步中,人们对物质享受的追求逐渐转移到精神层面,主要体现在衣食住行等方面。

作为在人类生产生活中占据重要地位的因素,建筑物使用功能十分重要,而作为决定其使用功能的主体,新时期在对高层建筑进行规划设计时,一方面要对其基本使用功能进行体现,另一方面还要满足环保性、科技型、欣赏性等特点,从而使人民日益增长的精神需求得以满足。

对于框架结构而言,剪力墙结构以简洁、宽敞和良好的使用功能处于比较有力的地位,大大的增加了住户自主改造的灵活性,增加了使用面积。

因此得到建筑师与业主的广泛欢迎。

然而在实际生活中,由于框支剪力墙结构不能有良好的抗震性,同时在地震区域里没有采用很多,因此没有较多的经验,所以在实际应用的过程中需要注意多方面的问题。

1 高层建筑的简介高层建筑可以说是衡量一个国家或者地区科技发达和经济繁荣的标志之一。

2002年我国将高层建筑的最少层数统一为10层,世界上最高的高层已经达到110层,这是高层建筑不断发展以及人类智慧的最好体现。

高层建筑将以往较单一的住宅和办公楼结合起来进行综合建筑发展,使得功能适应性、技术合性和经济可能性得到质的变化。

但对高层建筑的结构设计以及性能要求也逐渐提高,结构所需的材料也开始转向轻质、新型、高强的复合方向发展。

2 转换层在高层建筑工程中的应用由于多功能以及综合用途的要求,从建筑的使用功能而言,通常将小开间设计在中上层,而大开间设置在高层建筑的下层部分。

谈高层住宅框支剪力墙建筑结构设计

谈高层住宅框支剪力墙建筑结构设计
插筋。
【 Ke y wo r d s 】 b u i l in d g s t r u c t u r e , f r a me - s h e r a wa l l s t uc r t u r e , t r a -
n s i t i o n l a y e r , c o n c e p t d e s i n g


建筑结构方案及布置 按有关 甲方 要求,上部住宅为为 了做到 不露梁
抬柱 ,有 限元与整体分 析的结果接近 ,一般后者偏
大些 ,显然转换 梁与剪力墙没有共同工作 。有限元
分 析 表 明 ,梁 中 仍 有 轴 力 存 在 , 不 容 忽 视 。
及柱 ,采用剪力墙 结构形式,下部为满足大 空间建 筑功 能的要 求,采用框支剪力墙结构体系 。在结构
me r c i l a a n d r e s i d e n t i a l f r a me - s u p p o r t e d s h e a r wa ll s t r u c t u r e , i - n c l u d i n g b u i l d i n g s t r u c t u r e c o n c e p t d e s i g n , b u i l d i n g t h r e e — d i m- e n s i o n l a i n t e g r l a s t r u c t u r e na a ly s i s , d y n m i a c e l a s t i c t i me h i s t o —
换层 以下结 构刚度 ,除3 .几个 构造 问题
发现,转换梁与上部剪力墙之 问存在有共 同工作 、 部分共同工作及 无共 同作用三种情况 。

浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计

浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计

浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:当前,随着我国社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,人们对建筑设计工作也有了更高的要求。

建筑工程设计包含许多方面,建筑结构设计是其主角。

而剪力墙结构设计作为建筑结构设计链中的重要一环,确保其建筑结构的设计质量是其必要条件。

基于此,本文结合某高层框支剪力墙结构的设计为例,对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行重点分析和探讨,以期为相关工程设计结构提供一定的借鉴参考。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计;梁式转换剪力墙具有十分良好的抗震、抗风能力,在高层建筑中得到了广泛的应用。

在设计高层建筑框支剪力墙结构过程中,不但要考虑建筑结构的需要,而且要完善结构设计的各种抗震措施。

在进行结构的布置时,应严格按照规范要求,例如转换层上下结构的侧向刚度、结构在地震作用下的位移角和扭转效应等,这样能使结构布置局合理。

本文主要结合某高层框支剪力墙结构的设计为例,对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行了阐述。

1 工程概况选取某高层商住楼建筑工程项目为例,主要是由商业裙楼和高层塔楼构成,楼层分别是由 3 层 4.8m 层高地下室和地上 30 层构成,建筑高度为 103.2m。

地下室主要用途为停车库和设备用房;地上 1 ~ 3层为商业用房,层高均为 4.5m;第4 层为转换层,层高为 5.7m;5 ~ 30 层为住宅,采用剪力墙结构体系,层高均为3.0m。

本工程的设计是按照 PKPM-SATWE程序进行计算,地震基本加速值和设计特征周期分别为 0.05g 和 0.35s,属于稳定建筑场地。

2 结构方案及布置按照有关单位的要求,该高层住宅楼每层都有面积和户型不相同的 10 户。

为了使建筑有效面积更大,经过多方的论证后,将对该楼采取大开间剪力墙结构。

为了更好地使空间建筑功能的要求得到满足,将决定对底部 3 层的商业用房采取框支剪力墙结构体系。

从结构受力角度分析,框支剪力墙结构体系不利于抗震而且受力复杂,设计时应遵守转换次数和传力途径减少的原则。

综述某高层住宅框支剪力墙建筑结构设计

综述某高层住宅框支剪力墙建筑结构设计

综述某高层住宅框支剪力墙建筑结构设计随着现代城市发展的需要,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。

在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。

本文以某工程为例,介绍了高层商住住宅框支剪力墙建筑结构的设计,包括建筑结构概念设计、建筑结构三维整体分析、弹性动力时程分析、转换层有限元分析。

标签:建筑结构;框支剪力墙;转换层;概念设计1 工程概况某高层商住住宅,由商业裙楼及一幢高層塔楼组成。

该工程地下二层,地上二十六层。

其中两层地下室,地下一层为车库,地下二层为人防,地上1~3层为商业用房,梁式转换层设在第三层,4层以上为剪力墙结构住宅。

层高均为2.9m。

本工程场地属Ⅲ类软场地,工程按地震烈度7度设防,设计风压值取0.4kN/m2。

2 建筑结构方案及布置按有关甲方要求,上部住宅为了做到不露梁及柱,采用剪力墙结构形式,下部为满足大空间建筑功能的要求,采用框支剪力墙结构体系。

在结构方案设计阶段,考虑了以下几个问题:2.1 竖向承重及抗侧力构件的概念设计框支剪力墙体系是一种受力复杂、不利于抗震的结构,在建筑结构总体设计时一般应遵循两条原则。

(1)减少转换次数,缩短传力途径。

该工程重点解决三个方面的问题。

第一,为保证结构沿竖向刚度均匀变化,应设法争取尽可能多的上下贯通构件。

结合电梯井道、消防楼梯问及电梯间,布置了一个中央核心筒;另外,又根据塔楼四角剪力墙分布情况,在底部裙楼对应部位设置了落地贯通的L型加厚角墙。

第二,合理布置柱网,使不落地剪力墙直接通过转换层托梁传给竖向承重结构,尽量避免转换次梁及水平多级转换。

该工程所有框支剪力墙直接通过转换层托梁支承在框架柱上,实现了最短传力途径。

第三,在转换大梁底部增设了一层200mm厚现浇楼板。

这样,该工程转换层大梁上下各有一层200mm厚的现浇板,形成一个2m高的空腹箱型刚性转换层。

转换大梁的侧向失稳问题及扭转问题均通过此构造措施得以解决。

(2)加强下部框剪结构,弱化上部剪力墙结构,当转换层位置较高时,根据规范附录E要求应控制转换层下部框剪结构的等效刚度(即考虑弯曲、剪切和轴向变形的综合刚度)。

高层框支剪力墙结构设计实例分析

高层框支剪力墙结构设计实例分析

高层框支剪力墙结构设计实例分析摘要:框支剪力墙结构体系是将框架结构和剪力墙结构相结合的产物,在工程界被广泛采用。

本文结合工程实例,探讨了高层框支剪力墙结构的设计方法。

关键词:高层建筑;结构设计;框支剪力墙;抗震设计在当今寸土寸金的大环境下,为了适应社会对建筑功能多样化的要求,结构往往必须反常规地进行布置:即上部布置小空间;下部布置大空间,因此,建筑功能的要求与正常合理的结构布置产生了矛盾,结构转换层为解决这一矛盾应运而生。

转换层可改变轴线和柱网布置:亦可将框架结构转换成剪力墙结构,从而为建筑提供下层室内大空间和宽广的出入口。

转换层依其上下不通的平面布置可采用梁式、桁架式、箱型或厚板式转换层,其中,梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式,梁式转换层具有传力直接,明确,传力途径清楚,受力性能好,工作可靠,构造简单,施工方便的优点,结构设计相对比较简单,而且造价也较节省。

1 、工程概况该工程为某小区高层建筑中的一座商住综合楼。

1、2 层用于商业,,转换层设在2层顶;3~30层为住宅,用于商业;地下1层为地下室,用于车库、水池和设备间。

室外地面至主要屋面的高度为90.5m,至局部电梯机房女儿墙顶的高度为99.2m。

标准层和转换层结构平面分别如图1和图2 所示。

图1 标准层结构平面图2转换层结构平面典型的板式住宅,南北通透,进深小,立面宽。

由于建筑平面狭长,并且西端局部轴线转向,如图设一道防震缝将建筑物分为东、西两个结构单元。

东座为长矩形平面,西座平面严重不对称,高宽比都很大。

本工程为丙类建筑,抗震设防烈度为 6 度,基本地震加速度为0.05g,建筑场地类别为II 类, 设计地震分组为第一组, 基本风压为0.35kN/m2,地面粗糙度为C 类。

2 、结构布置与计算调整住宅建筑平面形状复杂,高宽比的计算方法没有明确的标准。

如果按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比:东座达90.2∶9.3=9.7,西座达87.3∶9.3=9.4,远远超过了规范限值6。

高层建筑部分框支剪力墙结构布置方法

高层建筑部分框支剪力墙结构布置方法

高层建筑部分框支剪力墙结构布置方法高层建筑的结构设计是现代建筑技术的重要标志,其结构类型和布置方法在建筑的强度、稳定性、经济性等方面起着至关重要的作用。

其中,框支剪力墙结构是当前建筑结构设计中广泛应用的一种方法,其优良的受力性能和适应性能使之成为高层建筑结构设计中的佼佼者。

框支剪力墙结构的布置方法是建立在框架结构的基础上,其核心是墙体结构的布置。

具体而言,高层建筑框支剪力墙结构的墙体一般分为外墙、内墙和隔墙三种类型。

外墙是建筑的外立面,需要考虑视觉效果和采光等因素,在布置上在尽可能的减少墙体厚度的前提下,要保持一定的强度和刚度。

内墙一般是室内隔断墙,需要兼顾隔声、隔热等因素,其厚度一般较小。

隔墙是用于分隔不同功能区域的,其布置一般和内墙相似。

框支剪力墙结构的墙体布置需要考虑许多因素。

首先,它需要根据建筑的不同功能和重要性来进行合理的布置,以保证建筑的稳定性和安全性。

其次,需要根据墙的位置和面积确定墙的材料选用,以及需要的承载能力和刚度等因素。

同时,还需要考虑墙面的装修和防火隔离等问题。

在框支剪力墙结构中,墙体的布置和连接也是至关重要的。

如何增强墙体连接和支撑,防止结构破坏和坍塌,是整个结构设计和施工阶段的重中之重。

因此,在墙体布置时,需要考虑墙与桥架的连接方式和墙体的角部设计,以确保墙体能够承担好力学的作用,同时还能够满足建筑的外观效果和美观性。

除了墙体的布置和连接问题,框支剪力墙结构的另一个关键问题是框架结构的选用。

框架结构需要根据建筑的使用性质、高度、输电线路等因素综合考虑。

在框架结构的选用和布置上,需要注意三个方面:首先,需要追求更为严谨的计算和设计方法,以确保框架结构的稳定性和安全性。

其次,需要考虑框架结构的材料和质量,选用合适的质量和规格的建材。

最后,需要注重建筑的外观效果和采光效果,使框架结构与墙体结构相协调。

总体来说,高层建筑框支剪力墙结构的布置方法需要综合考虑许多因素。

在建筑结构设计过程中,需要注重从理论上和实践上精确、合理地计算和设计,以使成品建筑的稳定性和安全性得到充分的保证。

高层建筑框支剪力墙结构设计

高层建筑框支剪力墙结构设计

高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:本文结合工程实际,就高层建筑剪力墙结构设计中的转换梁、转换柱、框支剪力墙、落地剪力墙设计等内容做了详细阐述,并提出了相关应注意的事项,希望在剪力墙工程中遇到类似的设计能起到一定的指导作用。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;设计框支剪力墙结构是将落地剪力墙与框支柱组成建筑结构,为建筑底部留出较大使用面积,广泛应用于上层为住宅公寓,下层为商店餐馆的高层建筑。

为了满足此类建筑功能的要求,其结构设计是关键。

在进行框架剪力墙架构设计时,对于剪力墙厚度、布置方式以及数量等都直接关系到结构安全和技术经济,具有一定的研究难度,现对高层建筑框剪剪力墙结构设计作简要分析。

1 工程概况某工程C2#楼,主体结构高度99.57m,地下室2层,地上1~2层为底层商铺,3~32层为住宅,其中3层为结构转换层。

抗震设防烈度为6度第一组,基本地震加速度为0.05g,场地类别Ⅱ类,根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010(以下简称高规)3.9.9条及10.6.5条相关条文规定,底部加强部位(本工程为地下1~4层)剪力墙及柱抗震等级为二级,1~5层框架梁及连梁抗震等级为二级,其余部分框架及剪力墙抗震等级均为三级。

2 结构设计和分析本工程采用SATWE进行计算,针对结构转换构件采用PKPM软件中框支剪力墙有限元分析程序FEQ进行补充计算。

具体以图1中KZZ1、KZZ2、KZL1举例说明。

2.1 转换梁、转换柱的截面取值(1)根据高规10.2.8条,转换梁截面高度不宜小于计算跨度的1/8,框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,且不宜小于其上墙体截面厚度的2倍和400mm的较大值。

同时考虑框支剪力墙插筋施工方便,以及二级框支剪力墙结构框架柱轴压比限制不应小于0.7,故取KZL1截面尺寸为950mmX1200mm。

此时梁下净高为3.3m,满足建筑使用要求。

(2)根据高规10.2.10条,柱截面宽度抗震设计时不应小于450mm,柱截面高度,抗震设计时不宜小于转换梁跨度的1/12。

谈高层住宅框支剪力墙结构设计及优化

谈高层住宅框支剪力墙结构设计及优化

谈高层住宅框支剪力墙结构设计及优化摘要:随着现代城市发展的需要,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化,因此,对建筑结构设计的要求也越来越高。

框支剪力墙结构设计得到了很大的应用,本文分析了高层住宅框支剪力墙结构设计。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计;剪力墙优化;一、框支剪力墙概念框支剪力墙是框架支撑的剪力墙结构,由于使用功能要求或施工要求不能直接将剪力墙落在基础上,而是将剪力墙落在下部的框架横梁上,然后负载由框架梁传至框架柱上,下部的框架横梁就叫框支梁,柱叫框支柱,这种结构形式就叫框支剪力墙结构。

二、结构设计中的计算和分析1、转换体系的选取与计算框支转换层楼板在地震中受力变形较大,其在整体电算中的模型选择很关键。

由于工程转换梁上部层数多,地震时楼板将传递相当大的地震力,其在平面内的变形是不可忽略的。

因此采用弹性膜的计算模型较为适宜。

因为弹性板的平面外刚度在整体计算中已被计入,相当于考虑了板对梁的卸荷作用,会使梁的设计偏于不安全。

在进行整体结构分析时,将转换层楼板用弹性膜单元模拟。

2、嵌固端与转换层楼板板厚的确定工程如果以±0.000板作为嵌固端,既保证上部结构的地震剪力通过地下室顶板传递到全部地下室结构,同时能够保证上部结构在地震作用下的变形是以地下室为参照原点。

《抗规》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部嵌固端部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2。

地下室顶板厚度不宜小于180mm;同时为了有效地将水平地震力传递给剪力墙,在应力集中的楼层,将楼板厚度加大,转换层楼板厚度不宜小于180mm,与其相邻的加强层楼板也适当加厚。

考虑抗震需要,转换层楼板应采用现浇楼板,并应双层双向配筋,且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%,以进一步提高转换层楼板和框支大梁共同作用的能力。

考虑到梁宽大于上部剪力墙的两倍,宽度较宽,对边转换梁,板面钢筋不是简单地要求伸入梁内满足锚固要求即可,而是要求必须贯穿梁顶截面,以确保梁内扭矩在板上的有效传递。

浅谈建筑工程框支剪力墙结构设计

浅谈建筑工程框支剪力墙结构设计

浅谈建筑工程框支剪力墙结构设计1、工程概况某建筑地上31层,地下1层,桩筏基础,基础埋深7.8m。

转换层位于8层,转换层顶面标高为30.7m,转换层层高2.2m;转换层以上为公寓,层高2.9m;转换层以下为办公,层1层高为4.5m,标准层层高为4m。

结构高度为97.50m。

结构设计使用年限为50年,安全等级为二级。

抗震设防烈度为6度,抗震设防类别为丙类,场地类别为Ⅲ类。

基本风压为0.40kN/m2,地面粗糙度类别为C类。

2、结构布置2. 1 转换层层高确定方案阶段,经建筑、结构、设备各专业讨论后,共提出3 种方案:1)方案1:设置设备转换层(兼结构转换层),转换层层高2.2m(建筑专业允许最大高度),转换层顶面标高为30.7m;2)方案2:不单独设置设备转换层,将设备转换在吊顶内完成,结构转换层层高6.2m(将层7及层8合并),转换层顶面标高为30.7m;3)方案3:单独设置设备转换层,设备转换层层高为2.2m,但结构转换层位于下一层,结构转换层层高4.8m,转换层顶面标高为29.3m。

方案3与方案1 相比,转换层是刚度软弱层,如果要做到转换层与其上一层侧向刚度比为60% 以上,需要将落地剪力墙加厚2.4倍(按照剪切刚度估算,标准层有55%剪力墙落地),即使做到60%,转换层仍然是刚度软弱层,因此首先可排除方案3。

而方案1可以避免转换层为刚度软弱层,经计算落地墙加厚1.4倍即可满足转换层与其上一层刚度比为1 的要求,节约了结构造价。

方案1、方案2 相比各有优点:方案1 容易满足转换层与其上一层刚度比要求,但同时存在转换层下一层与转换层刚度比难以满足抗规3.4.3和高规3.5.2条要求的问题。

方案2转换层(层高6.2m)与其上一层(层高2.9m)刚度相比容易形成刚度软弱层,且刚度软弱层与结构转换层为同一层,楼层地震剪力在转换层处突变(地震剪力急剧增大)。

另外,建筑、设备专业希望设置单独的设备层,因此最终选择方案1。

高层建筑工程的框支剪力墙结构设计分析

高层建筑工程的框支剪力墙结构设计分析

高层建筑工程的框支剪力墙结构设计分析随着我国经济社会的发展,对建筑行业的要求也越来越高。

为了与时俱进,更好的满足对建筑的越来越多的要求,往往需要对建筑结构以不同以往的设计方法来进行设计,对下部进行大空间的布置,反而上部来布置小空间。

所以,对于建筑所提出的要求就和常规的建筑结构之间产生了矛盾,因此为了解决这一问题,就出现了所谓的结构转换层。

本文以某一高层建筑的框支剪力墙结构的设计为例,重点对梁式转换结构进行了分析,希望对广大业内人士提供一定的借鉴。

标签高层建筑;框支剪力墙;结构设计某高层建筑工程的建筑面积大概为25000m?,建筑高度为93m左右,共30层,其中地下2层,地上28层。

地下每层4米,地上1到3层是作为商业建筑,高度为4.1米,其余为住宅建筑,高度为每层3米。

为能够同时商业区和住宅区的要求,采用的是部分框支剪力墙结构,在三层的顶部使用的是梁板式转换构件来进行非落地式剪力墙内力的传递。

此处的抗震设防烈度是6度第一组,拟建Ⅱ类场地,特征周期是0.35s,基本地震加速度0.05g。

根据相关规定的要求:框支梁抗震等级一级,框支柱的抗震等级为一级,非底部加强区剪力墙的抗震等级三级,底部加强区剪力墙抗震等级一级。

其中,底部加强区的范围是地下室的地板到转换层上两层。

1.结构的概念设计以及布置1.1结构的计算的确定在此项工程中,地下室的顶板的厚度是200mm,使用的是双层双向的配筋,对于每层每个方向的配筋率控制在0.25%以上。

因为此工程中地下室整体的刚度在相邻的上部楼层刚度的两倍以上,达到了其作为上部结构的嵌固位置的要求。

另外,为加强地下室顶板的刚度,所采用的是现浇梁板的结构,转换层使用梁板式结构,厚度为200mm,每层每方向的配筋率在0.25%以上。

在楼板里的钢筋需要锚固在墙体活着边梁里。

筒体外围的楼板和落地式的剪力墙应该减少开洞数量,在比较大的洞口和楼板的边缘都应该设置边梁,此处边梁的截面应该至少为板厚的两倍,全截面的纵向的钢筋的配筋率应该在 1.0%以上。

浅谈高层框支剪力墙设计

浅谈高层框支剪力墙设计

工程总建筑面积为 16 7 .6 , 0 3 1 包括 : 宅部分 首层 架空 , 8 住 转换层
以上 为 2 4层 、6层 、7层住 宅 。本 工 程设 一 层地 下 室 和两 层 车 库 , 下 2 2 地 x方向的地震作用最小 剪力系数为 1 7 Y方向的地震作用最小 . %, 7 层局部设核六级人防及设备用房 , 平时片作停 车库 。工程拟建场 区土 剪力系数为 1 1 j . %。最大层 间位移见 2表 : 9 层 自上 而下依次为 : 人工填土层 , 厚度为 O 0 81 r; 四系全新统海漫 . ~. n第 6 O 表 2 2栋 1座楼 住 宅 ( 2 : 4层 )最 大 层 间 位 移 滩沉积淤泥 , 厚度为 09 ~ 45 m; 四系晚更新统 冲洪积层 , 为粘 土 .0 1.0 第 分 ( 厚度为 08 ~ .0 、 .0 81m)淤泥质粉质粘土( 厚度 为 06 ~ . r)砾砂层( .0 6 O 、 7e 厚
延性 、 量 耗散 和控 制 结 构 裂 而 不 倒 的 要 求 ; 肢 必 须 能 防止 墙 休 发 生 能 墙 脆性剪切破坏 , 因此注意尽量将 剪力墙设计成延性弯曲型 。
2 工程 概 况
计算结果如表 1 示。 所 表 1 2栋 1 : 座楼住宅(2 层 ) 4 前六个结构计算周期
转换层位 于三层 , 转换层上下刚度 比为 : x方 向 : O9 3 Y方 向: 1 5 2 . 9 8 . 8 4 结论 : 2栋 1 座楼周期 、 位移均正常。 5 转 换 层 的 构 造 与设 计 51 加 强 转 换 结 构 的 整体 性 和刚 度 . 加强转换层及上下层楼板的厚度及配筋, 转换层楼板厚度 h 2 0 m =5m , 上 下两层均取 h 2 0 m。框支梁是 转换层 结构 中最重要的受力构件之 = 0r a 通过它将上部墙体 的荷载传递给下部框支 柱, 其受力相 当复杂 。在本 工程 中存在“ ” z 型墙, 要考虑上部墙体竖向力对框支梁产生的扭矩。 需 1 将两片错开的墙体假定为在同一平面 内进行平 面有限元分析其 ) 内力, 图形类似于大开 口框支剪力墙; 2 根据整体计算结果中上部墙体的竖向力手算框支梁 的抗扭钢筋; ) 1 1 —12 。 / 8 / 0 3 将有限元计算结果 与手算抗扭配筋叠加 , ) 由于梁 宽比较大( 这是 本工程基础设计等级为甲级 。结构底部加强部位 : 各塔楼框 支转换 由上部墙体 的位 置决定 的), 计算抗扭钢筋 为构造要求 。其他转换梁上 层 以下 ,框支转换层 以上 2 层及落地抗震 墙总高度 的 1 二者 的较大 墙体进行有限元分析, / 8 其正截面配筋结果小 于整体结构分析结果, 在实际 值 , 不 大 于 1m。 且 5 工程 中偏重 于安全地采用 了整体结构, 的结构进行转换大梁的截面 计算 32 地 下 室部 分 . 和配筋设计。 承台及基础底 板为加 强整体 刚度 ,在塔楼核心筒部分采 用厚 l8 _ m 转换层中柱 的延性极 为重要,为 了提高柱 的延性,采取了控制轴压 , 的 承 台底 板 , 楼周 边 柱 及 裙 房 部 分 采 用 板 式 底 板 结 构 , 板 厚 度 采 用 比、 塔 底 配箍率 、 向配筋率 以及混凝 土强度等级等措施 。转换梁柱配筋较 纵 70 m 厚 , 0r a 内设 加 强 板 带 。 多, 特别是 节点处配筋相交情况更为 复杂 , 实际钢筋很难 准确到位, 在设 考虑到砼的收缩及沉降差异 , 在塔楼和裙房间沿地下室纵横 向每隔 计 中尽量选用了大直径 、 高强度钢筋, 以减少钢筋根数, 配筋应有足够 的 4 ~0 0 5 m设置若干道施工后浇带 , 带宽 l0 m 后浇带用微膨胀砼浇捣 , 余量。同时转换梁板 存施工 中需考虑支撑方案 。 O 0 m, 支撑层所受的梁板荷载, 砼 强 度 等 级 比所 在 层 混 凝 土 高 一 级 ( .Mp ) O 5 a 。后 浇 带 采 用 钢板 止 水构 施 工荷载等应在设计中考虑, 以转换层以下梁板截 面, 所 配筋均应适 当加 各栋住宅塔楼均采用底层大空间部分框支剪力墙结构 。 栋 12 、、 34、、 、 、 、 楼 均 在 三 层 转 换 , 框 支 柱 抗 震 等 级 为 特 一 级 , 支 、 5 6 7 8 9座 其 框 梁抗震 等级为一级 , 底部加 强部位剪力墙抗震等级 为一级 , 非加 强部位 剪力墙抗震等级为二级 ; 三栋在五层转换 , 其框支柱抗震等级为特- 级 , - - 框支梁抗震等级为一级 , 底部加强 部位剪 力墙 抗震等级为…级 , 非加 强 部 位 剪 力墙 抗 震 等 级 为 二 级 。五 栋 、 栋 、 栋 为 j级 框 架 。基 础采 用 锤 六 七 击预应力砼管桩基础 , 桩端持力层为全风化混合 岩。楼盖 采用普通梁板 式 结 构 , 部 采 用 大 开 间厚 板 。 局 塔楼外纯地下室采用框架结构 , 抗震等级为 三级 。基础采用锤击预 应力砼管桩基础 , 桩端持力层为全风化混合岩 。二层顶板采用预应力砼 梁板式结构 , 其他均采用普通梁板式结构 。埋深 与建筑物 总高度 比值 :

部分框支剪力墙结构设计

部分框支剪力墙结构设计

引言概述:在建筑结构设计中,框支剪力墙作为一种重要的结构形式,广泛应用于高层建筑和工业厂房等领域。

本文将对部分框支剪力墙结构设计进行详细的阐述。

本文将介绍框支剪力墙的基本概念和作用原理。

将介绍框支剪力墙结构的材料选择和设计要点。

然后,将详细解析框支剪力墙的结构分析方法和计算原理。

接着,将介绍框支剪力墙的节点设计和构造要求。

将总结本文的主要观点并提出未来研究的方向。

正文内容:一、框支剪力墙的基本概念和作用原理1.1框支剪力墙的定义和分类1.2框支剪力墙的作用原理1.3框支剪力墙与其他结构形式的比较二、框支剪力墙结构的材料选择和设计要点2.1混凝土材料的选择和性能要求2.2钢筋的选用和布置要求2.3剪力墙的布置和尺寸设计要点三、框支剪力墙的结构分析方法和计算原理3.1静力弹性分析方法3.2框支剪力墙的屈曲分析3.3框支剪力墙的地震响应分析四、框支剪力墙的节点设计和构造要求4.1节点的功能和分类4.2节点设计的基本原则4.3框支剪力墙节点的构造要求五、总结本文通过对部分框支剪力墙结构设计的详细阐述,介绍了框支剪力墙的基本概念和作用原理,以及框支剪力墙结构的材料选择和设计要点。

同时,对框支剪力墙的结构分析方法和计算原理进行了论述,包括静力弹性分析、屈曲分析和地震响应分析。

还对框支剪力墙的节点设计和构造要求进行了详细说明。

总结了本文的主要观点,并指出了未来研究的方向。

总结:框支剪力墙作为一种重要的结构形式,其设计涉及到框支剪力墙的基本概念和作用原理、材料选择和设计要点、结构分析方法和计算原理、节点设计和构造要求等方面。

通过本文的详细阐述,读者可以对部分框支剪力墙结构设计有更深入的理解。

未来的研究可以进一步探讨框支剪力墙在不同工程背景下的应用和优化设计方法,以提高结构的安全性和经济性。

高层建筑工程框支剪力墙结构设计分析

高层建筑工程框支剪力墙结构设计分析

高层建筑工程框支剪力墙结构设计分析近些年来高层建筑层出不穷,高层已经成为建筑物的主要发展趋势。

在高层建筑中,建筑层数非常多,住户也随之增加,如何满足众多住户的需求就成了难题。

转换层在时候发挥了作用,利用转换层可以把建筑转换成住户理想中的各种类型。

但是转换层自身也存在一些目前我们无法解决的缺点。

比如说,转换层的应用可能会改变高层建筑的结构性能。

在转换成的影响下,建筑物的抗震性略有降低,有可能会威胁到住户的生命和财产安全。

所以,我们必须要对框支剪力墙结构进行改造,以其内部组成的稳定保证整个结构的安全。

强化框支剪力墙的结构安全有利于高层建筑抗震性的提高进而消除住户的安全隐患。

1 转换层在高层建筑中的运用相比来说,高层建筑中多使用转换层,低层建筑使用转换层的情况较少。

高层建筑的上方有一个小开间而下方有一个大开间,这两个开间看似相似但二者无论是结构还是分布都有很大区别。

正是因为这些区别,我们在选择转换层类型时必须要充分考虑整个建筑的结构。

框架柱等弱强度的部件是在设置高层建筑下层大开间时经常使用的,而上层小开间多使用剪力墙这类强刚度的部件。

这样的布置会产生较大的扭转效应,并且在地震情况中会产生更加复杂的力的效应,因此需要计算出薄弱点进行加固或者通过转换层进行框架柱和剪力墙的中转。

利用转换层改变整个高层建筑物的受力点是目前在我国高层建筑中转换层主要利用手段,所以要想使高层建筑的上下两部分的作用力完全传递出来就必须要对转换层的位置进行详细计算并严格按照计算位置设置。

在设置转换层时,只有经过精确计算的位置才能使其作用完全发挥出来。

高层建筑的抗震性受转换层影响,转换层位置太低可能会降低建筑物的抗震能力。

只有适当的位置和分布才能保证建筑的抗震性维护建筑物安全。

经专家实际验证得出如下结论:转换层的位置布置在一定程度内是越低越好的,其位置越高,上下两层不同结构之间的作用力越是容易发生冲突,并且与此同时还会发生结构上的刚度变化,该结论证明,一旦有力量作用在墙体上其形状就会发生改变。

高层建筑中带转换层框支剪力墙结构设计

高层建筑中带转换层框支剪力墙结构设计

浅谈高层建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计摘要:为了使结构设计人员能更好地把握高层建筑带转换层的框支剪力墙结构的设计方法,以某高层大楼为例,针对在设计过程中考虑的诸多因素:如何进行概念设计, 梁式转换层的结构设计怎样做到安全经济等方面进行分析。

关键词: 高层建筑;框支剪力墙;转换层;结构设计近年来,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全、经济、合理已成当务之急。

由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,通过电算,在电算过程中对个别超限构件进行调整形成最终结果。

至于整个方案是否完善,构件尺寸假定是否合理,则心中无数,很多时候往往会产生不必要的浪费。

另外,有时也因建筑设计中对平面布置和立面处理的要求,往往造成结构产生很多难于合理处理之处。

现以某高层大楼工程为例,对高层建筑带转换层的框支剪力墙结构设计进行探讨。

一、工程概况某高层建筑大楼,由裙楼及1幢高层塔楼组成。

由于城市规划及场地限制,塔楼偏向地盘西侧。

该工程地下3层,地上26层。

其中地下室层高4.8m,布置设备用房及公共机动车泊位,地下2层、3层设六级人防。

地上1~3层为商业用房,层高4.5m,安装有集中空调及消防系统;第4层为转换层,层高5.7m;4 层以上为剪墙结构住宅。

住宅除第24层层高为4.2m外,均为3.0m层高。

31层以上为机房,室外地坪以上主体高度为98.70m,建筑总高度(至机房顶)为 103.20m。

该工程拟建场地为缓坡地形,由西南向东北倾斜,根据地质资料,场地及其附近未有活动断裂带或深大的活动断裂带通过,场地地层构造及地形稳定,属抗震有利地段。

该工程采用中国建筑科学研究院编制的2005 版 pkpm-satwe 程序进行设计计算,地震基本加速度值为0.05g,设计特征周期值为0.35s,属稳定建筑场地。

该工程按地震烈度6度设防。

基本风压为0.30kn/m2,设计风压值0.35kn/m2。

浅析高层建筑框支剪力墙结构的设计

浅析高层建筑框支剪力墙结构的设计

浅析高层建筑框支剪力墙结构的设计摘要:改革开放以来我国经济飞速发展,人们生活水平不断提高,城市化进程加快,同时,也对高层建筑工程施工设计提出了更高的要求。

尤其是剪力墙结构的设计,在很大程度上决定了高层建筑结构的设计质量,需要对其进行更深层次的探讨。

本文主要是对高层建筑框支剪力墙结构的设计进行相关阐述,并提出了相关设计策略。

关键字:高层建筑;框支剪力墙;结构设计;策略建筑工程设计质量与人们的生命财产安全息息相关,建筑设计是一项复杂、长期、责任重大的工程,任何设计环节都将会直接影响到建筑物的适用、安全、经济和合理性。

剪力墙结构是高层建筑框支的主要结构形式,科学、合理的剪力墙结构的设计是提高高层建筑设计质量的保障。

由于剪力墙结构不仅仅承受竖向荷载还承受抵抗侧向力,使其有着平面内刚度大和承载力大等优点,广泛应用于现代高层建筑设计,促进高层建筑设计事业的发展与变革。

一、高层建筑框支剪力墙结构设计的要点分析1、在进行墙的设计时,必须根据施工实际要求,充分考虑竖向和水平方向的受力,对受力大的部分必须加大支撑效果,并分析其整体结构。

经过分析所求得的受力,应按偏拉或偏压进行斜截面受剪承载力和正截面承载力验算,一旦出现集中荷载较大时再增加对局部受压承载力验算。

此外,在剪力墙承载力计算中,要重视对带翼墙的宽度计算,并根据相关要求选取一个适当的值,通常取以下的值:1)门窗洞口之间的翼缘宽度;2)剪力墙之间的间距;3)剪力墙厚度加两侧翼墙厚度;4)剪力墙肢的总高度。

2、合理设计剪重比。

因为剪重比是抗震设计中非常重要的参数,尤其是高层建筑框支剪力墙结构的设计,合理、规范的剪重比意义重大。

对于设计周期较长的剪力墙结构,地震动态作用下的地面位移和加速度变化将会产生对剪力墙结构的破坏作用,而使用传统的振型分解法时难以对其作出准确的计算。

因为,地震影响系数波动大且下降较快,而在长期作用下难以选定正确的值,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。

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浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计
发表时间:2019-11-06T17:01:47.040Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年16期作者:韩伟
[导读] 当前,随着我国社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,人们对建筑设计工作也有了更高的要求。

韩伟
睢宁县规划服务中心江苏睢宁 221200
摘要:当前,随着我国社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,人们对建筑设计工作也有了更高的要求。

建筑工程设计包含许多方面,建筑结构设计是其主角。

而剪力墙结构设计作为建筑结构设计链中的重要一环,确保其建筑结构的设计质量是其必要条件。

基于此,本文结合某高层框支剪力墙结构的设计为例,对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行重点分析和探讨,以期为相关工程设计结构提供一定的借鉴参考。

关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计;梁式转换
剪力墙具有十分良好的抗震、抗风能力,在高层建筑中得到了广泛的应用。

在设计高层建筑框支剪力墙结构过程中,不但要考虑建筑结构的需要,而且要完善结构设计的各种抗震措施。

在进行结构的布置时,应严格按照规范要求,例如转换层上下结构的侧向刚度、结构在地震作用下的位移角和扭转效应等,这样能使结构布置局合理。

本文主要结合某高层框支剪力墙结构的设计为例,对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行了阐述。

1 工程概况
选取某高层商住楼建筑工程项目为例,主要是由商业裙楼和高层塔楼构成,楼层分别是由 3 层 4.8m 层高地下室和地上 30 层构成,建筑高度为 103.2m。

地下室主要用途为停车库和设备用房;地上 1 ~ 3层为商业用房,层高均为 4.5m;第 4 层为转换层,层高为 5.7m;
5 ~ 30 层为住宅,采用剪力墙结构体系,层高均为3.0m。

本工程的设计是按照 PKPM-SATWE程序进行计算,地震基本加速值和设计特征周期分别为 0.05g 和 0.35s,属于稳定建筑场地。

2 结构方案及布置
按照有关单位的要求,该高层住宅楼每层都有面积和户型不相同的 10 户。

为了使建筑有效面积更大,经过多方的论证后,将对该楼采取大开间剪力墙结构。

为了更好地使空间建筑功能的要求得到满足,将决定对底部 3 层的商业用房采取框支剪力墙结构体系。

从结构受力角度分析,框支剪力墙结构体系不利于抗震而且受力复杂,设计时应遵守转换次数和传力途径减少的原则。

在设计本工程的时候需要解决以下两项重点问题:(1)确保沿着竖向,结构刚度能够变化均匀,上下贯通构件尽可能争取多。

(2)为了使不落地剪力墙能够直接通过转换层托梁,需要对裙楼柱网进行合理布置。

3 梁式转换层的结构设计要点
3.1 抗震等级的确定
鉴于框支剪力墙结构体系,其上部为纯剪力墙结构体系,下部为框架—剪力墙结构体系,因此应当结合构件对应结构体系确定出相应的抗震等级。

结合本工程上部结构存在不同结构体系,需要严格按照现行规范的不同章节,有针对性地确定其抗震等级,不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统进行确定。

本工程是一种“框支剪力墙”,98.7m 高度、6 度设防,框支框架、剪力墙底部加强部分和非底部加强部分等级别为二级、二级和三级。

本工程框支柱和剪力墙底部加强部位等级均为一级。

3.2 结构竖向布置
高层建筑的侧向刚度比较适合上面小,下面大,不宜出现刚度突变。

对于带转换层结构体系来说,较易出现刚度突变情况。

结合《高层建筑结构设计规程》关于转换层结构侧向刚度要求考虑,因为本项目为高位转换结构,转换层上下等效侧向刚度比差不多达到 1。

在设计过程中,一般是遵循下部强化,上部弱化的原则,同时不要出现薄弱层。

其方法如下:
(1)为了使底部的刚度达到最大,可以通过沟通协商,对于剪力墙尽可能多地做到落地。

一般而言,除了在底部需要设置核心筒部分剪力墙之外,还需要让两侧有一片剪力墙落地和 L 型剪力墙落在北部基础上。

(2)底部剪力墙厚度需要增大,上部的厚度需要减小,对于转换层上下剪力墙的厚度分别控制为 200mm 和 400mm 厚。

(3)为了避免底部剪力墙的刚度被削减太多,不要对其进行开洞。

(4)可以采取 C55 混凝土来增加底部柱、墙混凝土的强度等级。

3.3 结构平面布局
本项目转换层上部属于剪力墙结构体系,下部为框架剪力墙结构体系,同时由于建筑平面不对称性,因此质心和刚心会存在较大偏差。

经多次分析试算,得出了最佳结构布置。

通过分散均匀布置剪力墙,同时尽量先布置周边剪力墙,保证结构有较好的抗扭能力。

计算结果表明,本结构的质量和刚度中心偏差在 1m 以内,以扭转为主和平动为主的第一自振周期比为 0.75,各层最大水平位移和层间位移比例不超过1.4,这些符合平面布置和控制扭转的规定。

4 结构计算和分析
使用 SATWE 软件的三维壳元有限元模型和 PMSAP 软件的墙元及杆元模型对其结构整体进行计算和复核,结构自振周期计算结构如表 1、表 2 所示。

从表 1 和表 2 中的 SATWE 和 PMSAP的计算结果可以看出,其结果都是在现行规范和工程经验合理值的范围内,表明了结构总体是合理布置的。

此外,还采取了高精度平面有限元软件 FEQ 分析了复杂受力的部位的应力情况,并按照应力进行配筋设计校核,需注意以下几点事项。

(1)只能对主梁承托的框支橸进行分析。

(2)在截取计算橸的时候,为了更好地将整体分析的误差减低到最小,最好是截取全轴线。

(3)层数的截取,一般是按照框支层以上 3 层为最。

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